Edholms Gesetz - Edholm's law

Das von Phil Edholm vorgeschlagene und nach Phil Edholm benannte Edholmsche Gesetz bezieht sich auf die Beobachtung, dass die drei Kategorien der Telekommunikation , nämlich drahtlose (mobile), nomadische (drahtlose ohne Mobilität) und drahtgebundene Netzwerke (fest), im Gleichschritt sind und allmählich konvergieren. Das Edholmsche Gesetz besagt auch, dass die Datenraten für diese Telekommunikationskategorien auf ähnlichen Exponentialkurven ansteigen, wobei die langsameren Raten den schnelleren um eine vorhersehbare Zeitverzögerung folgen. Das Edholmsche Gesetz sagt voraus, dass sich die Bandbreite und die Datenraten alle 18 Monate verdoppeln, was sich seit den 1970er Jahren als richtig erwiesen hat. Der Trend zeigt sich in den Fällen von Internet , Mobil (mobil), Wireless - LAN und Wireless Personal Area Networks .

Konzept

Edholms Gesetz wurde von Phil Edholm von Nortel Networks vorgeschlagen . Er stellte fest, dass sich die Telekommunikationsbandbreite (einschließlich der Bandbreite für den Internetzugang ) seit Ende der 1970er bis Anfang der 2000er Jahre alle 18 Monate verdoppelte. Dies ist vergleichbar mit Moor Gesetz , das eine exponentielle Wachstumsrate für prognostizierten Transistor zählt . Er stellte auch fest, dass es eine allmähliche Konvergenz zwischen drahtgebundenen (z. B. Ethernet ), nomadischen (z. B. Modem und Wi-Fi ) und drahtlosen Netzwerken (z . B. Mobilfunknetzen ) gab. Der Name "Edholms Gesetz" wurde von seinem Kollegen John H. Yoakum geprägt, der ihn 2004 auf einer Pressekonferenz über Internettelefonie vorstellte .

Es wurde vorausgesagt, dass langsamere Kommunikationskanäle wie Mobiltelefone und Funkmodems die Kapazität des frühen Ethernet aufgrund der Entwicklungen bei den als UMTS und MIMO bekannten Standards , die die Bandbreite durch Maximierung der Antennennutzung erhöhten, in den Schatten stellen. Eine Extrapolation nach vorne deutet auf eine Konvergenz zwischen den Raten nomadischer und drahtloser Technologien um 2030 hin. Darüber hinaus könnte die drahtlose Technologie die drahtgebundene Kommunikation beenden, wenn die Kosten für deren Infrastruktur hoch bleiben.

Grundlegende Faktoren

Im Jahr 2009 beobachtete Renuka P. Jindal, wie sich die Bandbreiten von Online- Kommunikationsnetzen von Bit pro Sekunde auf Terabit pro Sekunde erhöhten und sich alle 18 Monate verdoppelten, wie es das Edholmsche Gesetz vorhersagte. Jindal identifizierte die folgenden drei Hauptfaktoren, die das exponentielle Wachstum der Kommunikationsbandbreite ermöglicht haben.

MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) - Der MOSFET (MOS-Transistor) wurde 1959 von Mohamed Atalla und Dawon Kahng in den Bell Labs erfunden . Er ist der Grundbaustein von Telekommunikationsnetzen und versorgt das weltweite Internet mit Hochleistung integrierte MOS-Schaltungen mit Geschwindigkeit und geringer Leistung . Fortschritte in der MOSFET-Technologie (MOS-Technologie) waren der wichtigste Faktor für den raschen Anstieg der Bandbreite in Telekommunikationsnetzen. Die kontinuierliche MOSFET-Skalierung sowie verschiedene Fortschritte in der MOS-Technologie haben sowohl das Moore-Gesetz ( Transistoranzahl in Chips mit integrierten Schaltkreisen verdoppelt sich alle zwei Jahre) als auch das Edholm-Gesetz (Verdoppelung der Kommunikationsbandbreite alle 18 Monate) ermöglicht.
Laserlichtwellensysteme - Der Laser wurde 1960 von Charles H. Townes und Arthur Leonard Schawlow in den Bell Labs demonstriert . Die Lasertechnologie wurde später beim Entwurf integrierter Elektronik unter Verwendung der MOS-Technologie übernommen, was um 1980 zur Entwicklung von Lichtwellensystemen führte führte seit Anfang der 1980er Jahre zu einem exponentiellen Bandbreitenwachstum.
Informationstheorie - Die Informationstheorie, wie sie 1948 von Claude Shannon an den Bell Labs formuliert wurde , lieferte eine theoretische Grundlage, um die Kompromisse zwischen Signal-Rausch-Verhältnis , Bandbreite und fehlerfreier Übertragung bei Vorhandensein von Rauschen in der Telekommunikation zu verstehen Technologie. In den frühen 1980er Jahren verwendete Renuka Jindal von Bell Labs die Informationstheorie, um das Rauschverhalten von MOS-Geräten zu untersuchen, ihre Rauschleistung zu verbessern und Probleme zu lösen, die ihre Empfängerempfindlichkeit und Datenraten einschränkten. Dies führte zu einer signifikanten Verbesserung des Rauschverhaltens der MOS-Technologie und trug zur breiten Akzeptanz der MOS-Technologie in Lichtwellen- und dann in drahtlosen Terminalanwendungen bei.

Die Bandbreiten von drahtlosen Netzwerken haben im Vergleich zu drahtgebundenen Netzwerken schneller zugenommen. Dies ist auf Fortschritte in der drahtlosen MOSFET-Technologie zurückzuführen, die die Entwicklung und das Wachstum digitaler drahtloser Netzwerke ermöglichen. Die breite Akzeptanz von RF-CMOS- ( Hochfrequenz- CMOS ), Leistungs- MOSFET- und LDMOS-Bauelementen (Lateral Diffused MOS) führte in den 1990er Jahren zur Entwicklung und Verbreitung digitaler drahtloser Netzwerke. Weitere Fortschritte in der MOSFET-Technologie führten seit den 2000er Jahren zu einer schnell wachsenden Bandbreite . Die meisten wesentlichen Elemente drahtloser Netzwerke bestehen aus MOSFETs, einschließlich mobiler Transceiver , Basisstationsmodule , Router , HF-Leistungsverstärker , Telekommunikationsschaltungen , HF-Schaltungen und Funk-Transceiver in Netzwerken wie 2G , 3G und 4G .

In den letzten Jahren war die Interferenzausrichtung ein weiterer entscheidender Faktor für das Wachstum drahtloser Kommunikationsnetze , der von Syed Ali Jafar an der University of California in Irvine entdeckt wurde . Er stellte es 2008 zusammen mit Viveck R. Cadambe als allgemeines Prinzip auf. Sie führten "einen Mechanismus ein, um eine beliebig große Anzahl von Interferern auszurichten, was zu der überraschenden Schlussfolgerung führte, dass drahtlose Netzwerke nicht im Wesentlichen störungsbegrenzt sind". Dies führte zur Einführung der Interferenzausrichtung beim Entwurf von drahtlosen Netzwerken. Laut dem leitenden Forscher der New York University, Dr. Paul Horn, hat dies "unser Verständnis der Kapazitätsgrenzen von drahtlosen Netzwerken revolutioniert" und "das erstaunliche Ergebnis gezeigt, dass jeder Benutzer in einem drahtlosen Netzwerk ohne Störung durch andere Benutzer auf die Hälfte des Spektrums zugreifen kann". unabhängig davon, wie viele Benutzer das Spektrum teilen. "

Siehe auch

Verweise

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